tcp/ip总结
一、概述
TCP/IP是用于计算机通信的一组协议，通常称它为TCP/IP协议簇，是Internet组建的基础，正是因为TCP/IP协议是Internet所采用的协议，所以TCP/IP是我们进行网络通信程序设计时需要理解的必要知识。
它是一个网络体系结构，也是一套协议标准。
OSI模型（主要用于理论研究）有7层结构，TCP/IP模型有4层结构（有些书籍将其分为5层，即网络接口层由链路层和物理层组成）。如下图：
从图中我们可以看出其一一对应的关系。
简要介绍一下TCP/IP的各个层次模型：
（1）网络接口层，模型的基层，负责数据帧的发送和接收（帧，frame，是独立的网络信息传输单元）。网络接口负责将IP分组封装成帧格式在物理网络上传输，或，从物理网络中接收到的帧解封，取出IP分组交给上层网络层。
（2）网络层（互联层），将数据包封装成IP数据包（添加上头部，IP地址），并运行必要的路由算法，有效找到达到目的主机的最优路由。包括
- IPv4,IPv6
- ICMP（Internet Control Message Protocol，Internet控制报文协议），用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息，PING命令就是使用ICMP协议。
- IGMP（Internet Group Management Protocol，互联组管理协议），负责IP 组播成员管理的协议，它用来在IP 主机和与其直接相邻的组播路由器之间建立、维护组播组成员关系。<http://blog.chinaunix.net/uid-26527046-id-3507272.html>
- ARP（Address Resolution Protocol，地址转换协议)，RARP(Reverse Address Resolution Protocol，反向地址转换协议）将网络中的每台主机IP地址和MAC地址形成映射，核心：ARP请求（局域网内部广播），ARP缓存（动态生命周期和静态生命周期）。相关的有ARP命令，可以查看（或增删）ARP缓存中的地址映射表。
只有IP协议具有全网的寻址能力，ICMP通信时需要通过IP封装，ARP是一个局域网内的广播协议，无需IP封装。
（3）传输层，这一次层负责传输数据，保证数据送达。
- TCP（transmission control protocol），面向连接，可靠的传输
- UDP（user datagram protocol），无连接，不可靠传输
（4）应用层，应用程序通过这一层来访问网络。有如下面向应用的协议。
- Telnet
- FTP, TFTP
- HTTP,HTTPS
- DHCP/BootP
- DNS
- SMTP
- SNMP
网络接口层，MAC地址在物理上唯一地标识一台主机；
IP层，IP地址在逻辑上唯一地标识一台主机；
传输层，端口在主机内唯一地标识运行进程。
二、TCP & UDP
（1）TCP
说到TCP协议，首先要联想到几个关键词：面向连接、可靠传输，建立连接三次握手，关闭连接四次握手，重发机制，流量控制等
优点：安全可靠，有序，包丢失可以要求重传，可以进行流量控制。
适合于大量数据的传输。
1. TCP协议首部格式
TCP的首部格式图上图所示：
---Source Port是源端口，16位。
---Destination Port是目的端口，16位。
---Sequence Number是发送数据包中的第一个字节的序列号，32位。
---Acknowledgment Number是确认序列号，32位。
---Data Offset是数据偏移，4位，该字段的值是TCP首部（包括选项）长度除以4。[1]
---标志位： 6位，URG表示Urgent Pointer字段有意义：
ACK表示Acknowledgment Number字段有意义
PSH表示Push功能，RST表示复位TCP连接
SYN表示SYN报文（在建立TCP连接的时候使用）
FIN表示没有数据需要发送了（在关闭TCP连接的时候使用）
---Window表示接收缓冲区的空闲空间，16位，用来告诉TCP连接对端自己能够接收的最大数据长度。
---Checksum是校验和，16位。
---Urgent Pointers是紧急指针，16位，只有URG标志位被设置时该字段才有意义，表示紧急数据相对序列号（Sequence Number字段的值）的偏移。
2. 建立连接
下图是TCP建立连接的三次握手示意图：
3. 关闭连接
下面是TCP关闭连接而进行的四次握手，当然如果主机A和B同时关闭也可能存在三次握手。
关闭进行四次握手主要是因为TCP是全双工的通信方式，当一端主动关闭连接时，它还是可以接收另一端的数据，这时称为“半关闭”，直到另一端数据传输完毕也请求关闭。
（2）UDP
关键词：无连接，不可靠。
优点是灵活并且迅速；
缺点是不能防止报文的丢失，重复或失序；
适合于传输数据量比较小的数据。
